Журнал «Интернаука» опубликовал статью о печально знаменитой северодвинской «сталинке»

Эксперты  ООО «Научно-исследовательская лаборатория строительной экспертизы Баренц-региона» проанализировали причины обрушения капитальных кирпичных многоквартирных зданий послевоенной постройки в Орле и Северодвинске. Проанализировали причины и сделали определённые выводы. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Интернаука» №17 за 2017 год. С разрешения редакции журнала мы публикуем текст этой статьи. 

Проанализированы причины обрушения капитальных кирпичных многоквартирных зданий послевоенной постройки высотой 4 и 5 этажей на 62 году эксплуатации. Определены общие признаки разрушений и влияние климата. Без педантичного соблюдения специальных правил строительства и эксплуатации такие здания с низким обрезом фундамента и арочными и клинчатыми кирпичными перемычками без армирования выходят из строя значительно раньше нормативного срока службы.

В последние годы участились аварии с капитальными кирпичными многоквартирными зданиями   послевоенной постройки, которые называют «сталинками». Цель настоящей работы – рассмотреть аварии с частичным обрушением кирпичных стен высотой четыре и пять этажей на 62-ом году эксплуатации зданий. Аварии произошли в конце августа в 2012 и 2017 годах в различных регионах РФ – в средней полосе и Арктической зоне (АЗ). По архитектурно-конструктивному решению зданий и характеру обрушения конструкций имеются признаки сходства.

 Хронология чрезвычайных ситуаций (ЧС). Состояние капитального четырёхэтажного кирпичного здания, построенного в г. Орле в 1955 г., в последнее время ухудшалось «с каждым днём», что вызывало тревогу у жителей [1]. Представители муниципального образования (МО) осмотрели проблемный объект 18.08.2017, предложили жителям переселиться в маневровый жилфонд, назначили повторную экспертизу, по результатам которой объект должны признать аварийным либо подлежащим капитальному ремонту. «А через несколько часов после убытия чиновников» обрушилась наружная часть одного из простенков, имевших недопустимые дефекты в виде трещин с выпучиванием кладки в зоне цоколя. «Внешний слой рухнул на асфальт вместе с частью кирпичной кладки» [1]. Был объявлен режим повышенной готовности [2]. Позднее часть  фасадной  стены   и  перекрытий  обрушились именно на  участке  простенков с дефектами (фото 1 – 2). Следственным комитетом РФ возбуждено уголовное дело по ч. 1 ст. 293 Уголовного кодекса РФ (халатность) [3]. Предстоит следственным путём установить объективную истину по делу и дать оценку полноте действий должностных лиц МО, в чью компетенцию входила организация работы по вопросам жилищного фонда. На момент обрушения в 7 часов утра в трёхподъездном здании находились 8 человек. Здание и территорию в радиусе 50 м объявили зоной ЧС [4]. Жертв нет.

На 5 лет раньше в АЗ (Беломорское побережье) должностные лица, ответственные за работы по эксплуатации жилищного фонда, 18.08.2012 зафиксировали рост осадок несущей кирпичной стены пятиэтажного жилого здания, что вызывало большую тревогу у жителей (построено в 1950 г. по проекту 1949 г.). Лица, занимавшиеся организацией эксплуатации здания, сообщили в средствах массовой ин- формации (СМИ) 20.08.2012, что очередные работы по замерам осадок запланированы на 23 и 24 августа 2012 года, и что отселение жителей не требуется. Через СМИ распространилась версия о выносе грунта из-под фундамента (явление суффозии).

Сотрудники независимой специализированной экспертной строительной организации, прибывшие 23.08.2012 на проблемный объект по заявке администрации МО, определили, что существовавшие дефекты и нанесённые повреждения относятся к особо опасным  (группа   «А*»  согласно  ГОСТ  Р   53778-2010). По выявленным показателям динамики накопления повреждений эксперты спрогнозировали, что через 12 часов может произойти обрушение капитального здания. На основании выданного предписания об экстренном отселении оперативно объявили режим ЧС, всех жителей отселили, но на эвакуацию имущества времени не хватило. 24.08.2012 в 00 час. 20 мин. часть здания обрушилась (фото 3). Версия о суффозии оказалась ложной. Железобетонный фундамент без свай повреждений не имел. Не было и естественного или искусственного источника воды для размывания природного плотного песчаного основания глубокого заложения. Биогенных грунтов, карстов в основании нет.

 Сходство  проектных  решений  и накопления  дефектов. Были проанализированы результаты фото- и видеосъёмок, выполненных на месте ЧС жителями г. Орла Сусловым Константином, Землиной Натальей, Крахмалевой Ириной, а также редакцией «ОрелГрад» и др. Авторы статьи выражают всем благодарность за содействие данному исследованию. Анализ показал, что рассматриваемые объекты имеют ряд общих признаков. На первых этажах обеих многоквартирных зданий расположены нежилые помещения социально-бытового назначения. Перекрытия – деревянные (фото 2, 3). В зонах  излома продольных и поперечных кирпичных стен признаков армирования не выявлено. Внутренние капитальные стены ослаблены множеством каналов. Трубопроводы инженерных сетей скрытно размещены в каналах капитальных стен. Верхняя часть высоких оконных проёмов первого этажа обеих кирпичных зданий – арочная. В период строительства зданий перемычки таких проёмов выполняли из клинчатого кирпича без армирования и усиления железобетоном. Вплотную к обеим зданиям примыкает асфальтовый тротуар, имеющий локальные просадки и уклон в сторону газона, на котором имеются насаждения высокорослых деревьев. В зо- нах примыкания тротуаров к зданиям проросли растения (фото 1 - 3). Крыша пятиэтажного здания оснащена водосточными трубами (фото 3а), но горизонтальный трубопровод до ливневой канализации не запроектирован. В наиболее нагруженной цокольной зоне несущих наружных стен образовались недопустимые дефекты в виде трещин и выпучиваний кладки из керамического кирпича. Внешний вид дефектов в кирпичных простенках обеих зданий аналогичен. Частичное обрушение фасадных стен и опиравшихся на них перекрытий произошло именно на участках простенков с дефектами.

а)

б)

В обоих рассматриваемых зданиях жители проявляли активность, вели наблюдение за состоянием своего здания, обращались в соответствующие инстанции. Общественное внимание к проблеме обострили местные средства массовой информации. Жителей успели отселить из опасной зоны благодаря решительным действиям администраций муниципальных образований в критический момент с учётом рекомендаций строительных экспертов, с которыми было организовано партнёрское сотрудничество.

а)

б)

Архитектурно-конструктивные  решения   зданий и климатические воздействия. После Великой Отечественной войны во многих городах строили красивые и удобные жилые кирпичные здания высотой 3-7 этажей с использованием трофейных проектных разработок. Архитектурно-конструктивные решения этих зданий создавались для комфортной городской застройки. Воду с крыш и от стен зданий в Германии организованно отводят в работоспособные системы канализации. Примыкающие к зданиям тротуары педантично очищают от снега, не допускают роста культурного слоя.

Опыт многолетних обследований строительных объектов свидетельствует о том, что в нашей стране в регионах с холодным климатом вода в водосточных трубах надолго замерзает при отрицательной температуре, а при оттепелях трубы долго неработоспособны. В трубопроводах горизонтального водоотвода, проложенных не глубоко, после морозов лёд долго тает, и система не функционирует. Распространены случаи, когда вода по желобам крыши стекает к водосточным трубам и потоком точечно сбрасывается под несущую стену.

Температурные условия места строительства преимущественно зависят от географической широты и высоты над уровнем моря. Северная часть Германии - низменная равнина, а на юге – горы Альпы. Берлин расположен в низменности - 52°32′ северной широты, Ганновер - 52°22′, Мюнхен – в горной части 48°08′. При этом Сталинград (Волгоград) расположен на 48°43′, Орёл - 52°58′, Москва - 55°45′, Ленинград (Санкт-Петербург) - 59°56′. Беломорское побережье, где при строительстве кирпичных зданий использовали военнопленных, расположено на 64°34′ с.ш. Климатический район здесь - IIа (рис. 1 СП 131.13330.2012); расчетная зимняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки - минус 33ºС, абсолютная минимальная температура воздуха минус 45ºС. Продолжительность периода со среднесуточной  температурой  0ºС  и   менее   –   176 суток в году (табл.1 СП 131.13330.2012). Снеговой район - IV (карта 1 СП 20.13330.2011); расчетное значение веса снегового покрова  -  2,4  кПа  (240 кгс/м²). Ветровой район - II (карта 3 СП 20.13330.2011); нормативный скоростной напор вет- ра - 0,3 кПа (30 кгс/м²); зона влажности - влажная (рис.2 СП 131.13330.2012). Несмотря на большую толщину снегового покрова и низкие температуры зимой [5] (по сравнению с климатом Германии), верх железобетонных монолитных фундаментов располагали лишь на 80 мм выше поверхности окружающей территории. Этого недостаточно для исключения намокания наружных стен, поскольку высота  снежных  наносов  в  АЗ  может  превышать 1 м. При затяжных дождях осенью, таянии снега весной или в период зимних оттепелей кирпичные стены днем могут увлажняться с наружной стороны, а ночью замерзать. Цикличное «замораживание- оттаивание» влечёт одностороннюю деструкцию кирпичной кладки с наружной стороны здания. Особенно опасна температура ниже 0°С, при которой происходит увеличение объема замерзающей воды, содержащейся в кирпиче и кладочном известково-песчаном растворе. Расклинивающий эффект от расширения воды при замерзании значительно ускоряет деструкцию строительных материалов.

На рабочем чертеже 1949 года указано, что проектная организация считает необходимым обследование фундаментов по истечении 8-10 лет их эксплуатации на предмет достаточности принятых мер по защите фундаментов от разрушения при воздействии агрессивных вод. Однако в проекте не указано, на что при обследовании надо обращать особое внимание. Это могло быть обусловлено отсутствием у проектировщиков достаточного опыта проектирования кирпичных зданий для специфических условий АЗ. Либо это мудрые страховочные действия на случай возникновения ЧС со зданием на чрезвычайно низком фундаменте, которое в спешке возводили подневольные непрофессионалы с нарушением строительных норм и правил. Невыполнение обследования по рекомендации авторов проекта переводило ответственность за состояние здания на лиц, занятых его эксплуатацией.

 Причины обрушения кирпичных стен. Рассмотрим процессы деструкции материалов и конструкций на примере АЗ, где они происходят интенсивнее, чем в умеренном климате. При длительной эксплуатации здания без проведения капитального ремонта вокруг стен наращивались слои асфальта, уложенного на непросадочное песчаное основание. Наиболее нагруженные нижние ряды кирпичной кладки оказались ниже асфальтовой поверхности. Гидроизоляция фундамента утратила работоспособность, поскольку увлажнение заглублённой кладки происходило не только со стороны грунта, но и сверху осадками, проникавшими в зоне примыкания асфальтовых слоёв к стенам. Во влажной среде при наличии вертикальной нагрузки керамический кирпич расслаивался вертикально с образованием своеобразных пластин («лещадок»). 

Специфическое состояние кирпичных стен в процессе эксплуатации не смогли своевременно выявить. Поэтому при проведении ремонтов и реконструкции не учитывали опасную деструкцию кладки и оказывали категорически недопустимые механические воздействия на конструкции в зоне повреждений.

В 2003 году были проведены тепловизионные исследования стен с целью определения теплопотерь. Однако всесторонний комплексный анализ полученных результатов квалифицированно не был выполнен. Уже в то время в стенах рассматриваемого здания, в том числе в наиболее нагруженной нижней части цоколя, на термограммах видно участки с повышенной теплопроводностью. Причиной зафиксированных теплопотерь обычно является высокая влажность и деструкция материала стен на участке температурной аномалии либо наличие трещин [6]. Об этом указано в августе и  декабре 2012 года в двух заключениях независимых экспертов - № ЖКХ-12-Е340а и № ЖКХ-12Е/4.26.

В 2012 году после частичного обрушения здания были выполнены расчеты ответственных простенков наружных стен первого этажа. Даже при характеристиках материалов согласно проекту 1949 года (кирпич марки М75, кладочный раствор марки Ml5) указанные простенки имели перегруз по несущей способности на 22,6% и 74,27%. Аналогичные расчёты с использованием результатов лабораторных испытаний образцов кирпича (марки М75) и кладочного раствора (марки М4) показали их перегруз на 83,2% и 160%. Наиболее нагруженный простенок находился в торцевой стене (рис. 3а) и был выполнен на известково-песчаном растворе, а не на цементном. Исследования простенка неразрушающими методами контроля показали отсутствие косвенного горизонтального армирования, предусмотренного проектом 1949 года. На основании результатов инструментального обследования с требуемыми расчётами было принято решение о демонтаже неустойчивых конструкций аварийной части здания, начав поэтапное целенаправленное обрушение именно с этого тонкого простенка торцевой стены [7].

Экспертам была поставлена задача – разработать технологию оперативного демонтажа неустойчивых конструкций для обеспечения безопасного доступа в сохранившиеся помещения для эвакуации имущества. Рациональным оказался метод поэтапного обрушения неустойчивых конструкций с целенаправленным формированием завала около продольной внутренней несущей стены, имевшей множество вертикальных каналов различного назначения. Завал временно повысил её устойчивость [7].

Детальное обследование кладки на вскрытых участках наружных стен в четвёртом  квартале  2012 года показало, что в зоне примыкания к фундаменту кладочный раствор цоколя не имел твердости и находился не в вязком, а в сыпучем состоянии, его прочность была «нулевой». Имеются данные фото-видеосъёмки, свидетельствующие о том, что некоторые кирпичи в нижних рядах цоколя были деструктирована до такой степени, что рассыпались от нажатия пальцем. При лабораторных испытаниях кирпичей был получен очень большой разброс прочности: на сжатие  - от 6,8 до 15,3 МПа, на изгиб - от 1,99 до 7,83 МПа. Поверочные расчеты показа- ли, что кладка цоколя и простенков даже при марке кирпича М75 (а фактически значение средней прочности было гораздо ниже) и нулевой прочности кладочного известково-песчаного раствора имела перегруз 41,2% и 45,6%, а при марке кирпича М35 - соответственно 182% и 191%. Анализ перегрузов кладки цоколя и простенков свидетельствует о том, что обрушение началось не с простенка, а именно с цоколя простенка наружной стены главного фасада. Даже при одинаковых значениях прочностных характеристик кирпичей и раствора на разных участках стен первого этажа при расчётах  получалось, что кладка цоколя простенка торцевой стены была больше перегружена, чем кладка цоколя простенков стены главного фасада. Однако прогрессирующее разрушение кладки цоколя началось около главного входа, то есть именно там, где до приезда независимых экспертов выкопали шурф, не выполнив необходимых поверочных расчётов, хотя первичные исходные данные лабораторных испытаний для расчётов имелись с 01.06.2012. В данном случае следовало соблюдать требования п.п.5.1.7; 5.1.13; 5.1.15 ГОСТ Р 53778-2010; ГОСТ 27751; п.п. 6.6; 6.7; 10.1 - 10.4 СП 54.13330.2011 (СНиП 31-01-2003).

Об этом же свидетельствуют наблюдения экспертов, которые впервые прибыли на объект сразу после удаления агрессивными ударно-вибрационными методами нескольких асфальтовых слоёв у наружной стороны стены непосредственно в зоне деструктированного низа цоколя, что категорически запрещается. Своеобразную «обойму», в которой находилась деструктированная кладка нижних рядов керамического кирпича, демонтировали с одной стороны. Поддерживающее влияние подпора было ликвидировано. «Лещадки» начали выпадать в свежевырытый шурф. Толщина стены в этом месте катастрофически уменьшалась. По величине и местоположению имевшиеся дефекты и новые повреждения кладки относились к наивысшей категории опасности «А*». Именно наличие прогрессирующего процесса отслоения кирпичных «лещадок» над шурфом в зоне цоколя (в самом опасном месте) и послужило основанием для предписания об экстренном отселении жителей из аварийного здания [8](копии документов даны в техническом отчёте № ЖКХ-12-Е340а).

Необходимое усиление клинчатых, арочных перемычек с опасными трещинами отсутствовало, хотя есть много снимков задолго до 18.08.2012, где видно, что эти трещины в десятки раз превышали предельно допустимую  ширину  раскрытия  (0,3  и  1 мм) в зонах опорных узлов стальных балок перекрытий, расположенных несимметрично относительно верха арок, и в других ответственных местах. Этим нарушены требований п.4.2.1.3 Постановления Госстроя РФ от 27.09.2003, №170, а также п.5.1.15 ГОСТ Р 53778-2010, в связи с чем здание долго эксплуатировалось с недопустимыми сквозными трещинами, осадками и отклонениями цоколя несущей стены от вертикальной плоскости. Экстренные меры по обеспечению безопасности людей длительное время не принимались, что создало опасность для их жизни и повлекло нарушения требований п.4.2.1.14 Постановления Госстроя РФ от 27.09.2003, №170 и ряда требований «Технического регламента о безопасности зданий и сооружений».

1.Дорогостоящие красивые кирпичные здания с высокими комфортными помещениями, построенные после войны по трофейным проектным разработкам Германии, обладают малым эксплуатационным ресурсом в условиях холодного климата нашей страны. Без педантичного соблюдения  специальных правил строительства и эксплуатации они выходят из строя значительно раньше нормативного срока службы.

2.Размещение верха фундамента с горизонтальной гидроизоляцией близко от поверхности окружающей территории (80 мм) влечёт деструкцию нижней части наружных стен вследствие цикличных намоканий от высоких снежных наносов. Вода в промерзающих материалах расширяется и ускоряет процесс деструкции.

3.В процессе длительной эксплуатации вокруг капитального здания растёт культурный слой, нижние ряды кладки оказываются ниже поверхности окружающей территории. Горизонтальная гидроизоляция утрачивает работоспособность. Деструкцию иногда ускоряют корни, проникшие в кладку.

4.Механические воздействия в зоне повреждённой кладки запрещаются.

5.Необходимо квалифицированно анализировать причины отказов конструкций и возникновения ЧС со строительными объектами и организовать обмен этой информацией между регионами. Благодаря этому можно своевременно предотвращать аварии аналогичных зданий и сооружений, сэкономить средства на исследования, сохранить жизнь и здоровье людей.

6.Благодаря озабоченности жителей проблемами с их жилым зданием и привлечению местными СМИ общественного внимания к этой проблеме удалось избежать жертв. Оперативные действия правоохранительных органов в г. Орле свидетельствуют об отсутствии коррупции, заботе о жизни и здоровье людей, контроле за использованием средств бюджетной системы РФ.

1.В Орле у дома на набережной отвалился кусок стены. - 19.08.2017. [Электронный ресурс]- Режим доступа: https://orelgrad.ru/blog/2017/08/19/v-orle-u-doma-na-naberezhnoj-otvalilsya-kusok-steny/

2.Землина Наталья. В Орле из-за аварийного дома на наб. Дубровинского введен режим повышенной готовности// «ОрёлГрад». - 22.08.2017.- [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://novostnash.ru/orel/2017/08/22/647283-v-orle-evakuiruyut-zhitelej-doma-po-naberezhnoj-dubrovinskogo.html

3.В Орле возбуждено уголовное дело за халатность по факту обрушения стены жилого дома. -29.08.2017. [Электронный ресурс]- Режим доступа: https://regionorel.ru/news/society/v_orle_vozbuzhdeno_ugolovnoe_delo_za_khalatnost_po_faktu_obrusheniya_steny_zhilogo_doma/

4.В Орле введен режим чрезвычайной ситуации//29.08.2017. – [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.infoorel.ru/news/v-orle-vveden-rezhim-chrezvychaynoy-situacii.html

5.Варфоломеев Ю.А. О совершенствовании законодательства по строительству малоэтажных зданий на Се- вере: [текст] // Строительство и реконструкция. - 2015, №3(59). – С. 12-17. Код доступа: http://gu- unpk.ru/file/ science/journal/sir/ Stroitelstvo_i_rekonstruktsiya_3_59.pdf

6.Варфоломеев Ю.А., Попов А.Н., Марков Ю.В. Использование комбинированных методов фотофиксации и фотограмметрии при обследовании аварийных зданий: [текст] // Жилищное строительство. Науч.-технич. и произв. журнал – №11, 2010. – С.11-13. Код доступа: http://rifsm.ru/editions/journals/2/2010/414/

7.Варфоломеев Ю.А. Демонтаж неустойчивых строительных конструкций аварийного многоэтажного кир- пичного дома методом управляемого поэтапного обрушения: [текст] // Строительство: проблемы и пер- спективы: тр. междунар. науч.-пр. конф. 29-30 марта 2013. -Махачкала: ДГИНХ, 2013. – С. 26-27.

8.Варфоломеев Ю.А. Анализ нарушений нормативных требований при создании производств на первых эта- жах старых многоквартирных жилых домов:  [текст]  /Ю.А.  Варфоломеев,  А.Н.  Попов,  А.Н.  Казеко,  Ю.В. Марков // «Методы науки»: науч.-практич. журнал. –№7, 2017. – Уфа, Изд. «Инфинити». – С. 18-20. ISSN 2541-8041. Код доступа: http://naukarus.ru/science-methods/archive/

Казеко Андрей Николаевич, инженер, ООО «Научно-исследовательская лаборатория строительной экспертизы Баренц-региона», РФ, г. Архангельск